所謂的先進製程，除了製程優化之外，還包含降低生產成本、效能提高、穩定系統、工安管控、提高產品良率等訴求，最終能集合資料建構自己的中控戰情中心，並產出最佳化調控決策、緊急應變處理措施等重要解決方案。從決策到產出、即時調控、進而做未來預測，智慧化的先進製程為生產製程管理賦予更高的服務價值，提升產業競爭力。
科勝科技立基臺灣展望國際，長年致力於為臺灣產業提供頂尖工業軟體以及系統整合服務，也是全球工業軟體領導品牌 AVEVA 在臺灣的總代理以及全球精選供應夥伴之一。成立於 1989 年，在工業自動化系統領域有超過 30 年的實務經驗，並擁有臺灣最大工控系統客戶群，服務產業橫跨高科技、石化、鋼鐵，到能源、基礎建設、食品飲料、生技產業等。早期從底層設備控制與 Wonderware SCADA 圖控數據專業，中期整併進入 AVEVA 體系，成為代理 100 多項軟體的整合科技公司，足以因應各種產業的先進製程技術服務與導入，帶領臺灣一步步實踐工業 4.0 的願景。
系統的仿真雙生 有助模擬訓練與最佳化管理
科勝科技處長胡景翔（右）、科勝科技經理潘安禹（左）表示，建構虛擬工廠、仿真系統都是當前在智慧工廠的數位雙生應用上，相當重要的必經歷程。
潘安禹表示，數位雙生是奠基於資訊科技 IT（Information Technology）與營運科技 OT（Operational Technology）的整合，目前在臺灣的運用普遍用於數位工廠建構，可提高產量、改善製程良率、設備可用率等，因此基礎階段在於 IIoT 設備與數據整合。整合後就能將數據、參數轉換到虛擬模擬系統，系統模擬有助於生產製程的控管與預測，並做好人員的事前模擬訓練。
在仿真系統中能同步記錄生產履歷、材料用耗、產能、機臺即時資料等，將整個工廠虛擬能做出精確的判別，而利用 AI 即是為了防範未然，給予時間空間調度，提前準備。透過數位雙生以及利用大數據分析和機器學習比對。
AVEVA 提供製程最佳化模擬與最適切配方
有了數位工廠虛擬模型建立，協助建構數據資料之外，數位雙生另一個廣泛應用就是如何提高產能、尋求產量最大化與最佳化配方。胡景翔列舉如石化產業應用，不同產地的原物料燃燒效能不同，利用參數建立進入模擬系統試驗，經過運算就能計算最佳的製程調控方式，或調整原物料的比例配方，有機會提高產能或燃燒效率，為企業尋求最佳化配方。產能最佳化都是先進製程努力追尋的目標，無論中油、台塑等都在朝著高效能的產品邁進，這也是為何要朝智慧工廠與先進製程最佳化努力的原因。
智慧工廠實際 Demo 畫面， AVEVA 決策中心介面對於廠區及不同地點的廠地提供清晰管控介面。資料來源：AVEVA 展示影片。
潘安禹進一步解釋，製程管理最佳化也分成可控與不可控因素，有關原料配方屬於不可控，要透過參數加以實驗達到最佳化配方；而製程當中的機械如何達到最佳效率或節能，這是屬於可控因素。AVEVA 在全球的石化產業已有眾多應用，能精準驗算最佳化的效能產出，並對於每日產量都能協助人員提供精確的調控數據。針對連續型製程的產業如石化、鋼鐵、電力、水利、高科技晶圓等產業，都必須每日掌握最佳輸入輸出的數據，並做出即時性的計算與調配，降低瑕疵與耗損，動態調整就需要藉由數位雙生平臺來提供協助。
從傳產、基建到高科技 客製化運用廣泛
胡景翔提到，臺灣在數位雙生應用的產業涵蓋高科技與傳產業，AVEVA 的解決方案被廣泛應用於廠區 3D 視覺化管理、製程最佳化模擬。例如高科技產業大量使用於製程中的管線腐蝕、堵塞模擬、關鍵設備視覺化管理等，有了數位雙生系統的加持，可提前預知設備異常以及生產中的即時管控。電信公司如遠傳、台灣大哥大也使用 AVEVA 解決方案，用於基地站的端點串聯與中央管控，透過系統輔助降低人力維護，並提升系統營運的穩定。傳統產業如中油、台塑、中鋼也是 AVEVA 的使用者，台聚集團也已在數位雙生導入的驗收階段。
AVEVA 數位分身解決方案，能快速直覺存取並即時分派專案，增進安全性與運作的績效，為整個資產生命週期提供單一且可不斷擴展的資料源。
在海外案例上，科勝科技也透過合作夥伴協助導入到許多企業應用，例如中國大陸黃河閘道監控系統，這套系統的目的是為監控黃河水流的穩定度、區域用水量、水質監控等，能即時做出最佳監測調控，避免斷流或水域汙染，進而影響沿岸眾多的民生與工業利用。臺灣水利局也因此案例得到借鏡，進而將 AVEVA 這套先進管理系統導入金門水廠，透過數位雙生的平臺，提高遠程監管與水量用量調控的配置，進一步也可使用在防汛防旱的預防調度功能。這個系統讓金門水廠的智慧水務平臺榮獲「智慧城市創新應用獎」的殊榮。
數位雙生在各個產業落地應用廣泛，隨著智慧城市、智慧園區、智慧建築應用的驅動，對於建物與環境控管的數據庫資料建立甚為重要，才能進一步對於建物的建置、用水用電、碳排碳足跡捕捉等數據，得到全方位的掌控。所謂的智慧化不僅追求自動化，企業也紛紛建立於ESG 的概念，對於環境、人為治理上有更全面的控管與訴求，例如遠傳導入應用於智慧園區，以便利計算碳排、用電等。
動態加靜態數據統合 ，創造數位雙生價值
上述許多應用案例多為逆向運用，用掃描與建置 3D 技術將既有的實體逆向建構一個虛擬分身，也有愈來愈多的應用於從無到有的正向建置虛擬分身。潘安禹解釋，在工廠或產線建置之前，建立虛擬分身能就管線做合理配置、產能計算、碰撞測試、維修空間等，直接在軟體中可獲得檢驗，這種是正向工程。無論正向或逆向建置分身，尤其如石化廠內較為危害人體的場域、或是高科技廠房、實驗室這些不便於人們多次進出的環境，就能透過虛擬工廠的分身，先行得到最佳的配置與模擬。對於日後的維護與維修相對安全。
全方位建立數位管理，日後對於管線、設備更新與維護、零件庫存備料等，皆能準確的評估與掌握。
在建立數位化分身的過程中，數位分身會被賦予實體屬性資料。以工廠建立的數位分身為例，掃描後的只是建立虛擬圖影成像，但還要在每個材質、細節、長寬、口徑大小、管線方位走向等，建立詳細資訊與數據。在逆向工程的應用上常遇到過往的原設計圖和資料，經長時間更替後，現狀與原始設計早已不同，因此現階段將工廠重建虛擬分身的過程中，能就現行狀態重新更新數據資料，進而全方位建立數位管理，日後對於管線、設備更新與維護、零件庫存備料等，皆能準確的評估與掌握，甚至維修紀錄、維修人員的程序作業歷史，所有跟工廠有關的資訊皆能統合在完整的 AVEVA 平臺系統，增進各部門資料查閱與溝通。
數位分身針對工安環控、危險區域、不便利到達的區域，能發揮極大的價值，提前知道當前設備或區域的狀況。例如離岸風電區域若出現警示，就能從系統中找到有問題的狀態與位置，立即做出應變策略。再者有了 3D 應用，若加入 AR、VR 的應用，可讓人員在未達現場或正式上線前，做仿真的模擬操作與維修訓練。AVEVA 可從動態工廠的模擬到靜態的數據模擬重建分身相互結合。
數位雙生終極目標 : 建立決策中心
潘安禹認為，建立數位分身、虛實整合、動靜態數據資料數位化等這些過程，其實對產業應用而言最終的目標是要能建立一體化戰情中心，協助管理營運，並且與大數據、ERP（企業資源規劃）結合。海外實際案例如阿布達比國家石油公司，其煉油產業龐大，產區分散各地，2018 年與 AVEVA 合作，建立全景式中控中心，用以監控各地區的廠區狀態，回傳每日產能產量數據等資料，並透過運算分析，導入智能運算，整合加分析約 1,200 萬點的產地數據，做出最佳生產決策。國內大型電信公司也使用這項監控系統，近年來也有愈來愈多產業有決策中心的建置需求，讓所有的營運和管理，從生產到決策、常態到非常態的警示與後續應變作業，都能透過一套系統做全方位一條龍式的智慧化全生命週期管理。
真實的阿布達比石油公司全景式中控中心，連結超過20萬個據點，利用 AVEVA 整合系統，蒐集數據做出最佳化產量效益決策。
資料來源：AVEVA 展示影片。
胡景翔提及，現今工安需求提高，政府已針對許多產業提出緊急應變的要求與法規，因此科勝也利用 Senwaiy ERC 這套解決方案來協助客戶端建立緊急應變中心，內容可監控設備的事件發生、異常警示、智慧巡檢、交接紀錄等現狀做全面掌握，並導入完整 SOP 處理步驟，協助高科技廠或高風險產業提供最佳處理方案甚至提前預警、迅速連動警消單位或通報相關單位，及時得到最佳應變措施。
由下到上統合資料，輔以 AI 提高精準度
AVEVA 可由下而上建立數位雙生，結合管理系統和端點數據，再往上統合形成數據湖泊（Data lake），進而與 AI 導入結合。進入 AI 流程前就是要先產生可靠的大數據。AVEVA PI System 40 多年來在各產業提供強大的即時數據儲存、標準化、可視化、數據分析、警報事件通知等功能。國內產業應用也相當盛行，例如榮總使用 PI System 來建立腎透析 AI 預警系統，準確預測病人心衰竭風險，準確率高達 90％；如台塑、中油、水廠、電廠、高科技、生技業也應用該系統進行大數據分析。
AVEVA PI System 結合管理系統和端點數據，再往上統合形成數據湖泊（Data lake），進而與 AI 導入結合。
有了健全的數據資料庫，便可將設備各項數據（例如轉速、溫度、運行參數），匯入 AI 模型加以評估，可更明確的知道設備異常的根因並加以改善。由於大數據可協助找出正相關與負相關的變因，與正常數據建立的模型做比對，AI 就能快速、即時評斷現在設備是否出現異常趨勢。在設備未真正故障之前，AI 分析發現偏離常態模型就能預先警覺。以往傳統工廠都是靠師傅經驗和人工判別可能的異常，現在透過數位雙生以及利用大數據分析和機器學習比對，一則是建立知識庫，另一方面則是做出精確的判別，進而糾錯、改善稼動率。AI在這系統上的應用價值就是防範未然，從警示到發生故障停機之前能給予時間空間調度，提前準備。
AVEVA 預測分析協助辨識出異常，並且在真正觸發運作警報前提供狀態異常通知。
科勝科技持續在產品代理、研發產品、解決方案與方案導入四大方向，打造全方位整合方案，在各產業應用展現產品優越性，為臺灣企業提供全球最創新的服務，一步步為臺灣工業的數位轉型，智慧賦能，強化韌性。
文章轉載：經貿透視 No.629 封面故事 - 影分身之術 : 數位雙生-幻影奇蹟 / 陳昕宜 / 2023.10.18 -2023.10.31
原始連結：https://www.trademag.org.tw/page/itemsd/?id=7890231&no=21
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